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基于多区多求解器的金属-介质复合目标电磁散射特性分析
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作者 刘露 邓世豪 +2 位作者 米晓林 江明 杨毅 《制导与引信》 2024年第3期46-53,共8页
在导弹类金属-介质复合目标电磁散射特性求解过程中,采用常规迭代求解方法存在难以收敛以及内迭代边界积分区域重复求解的问题。针对该问题,在传统有限元边界积分区域分解法(finite element boundary integral domain decomposition met... 在导弹类金属-介质复合目标电磁散射特性求解过程中,采用常规迭代求解方法存在难以收敛以及内迭代边界积分区域重复求解的问题。针对该问题,在传统有限元边界积分区域分解法(finite element boundary integral domain decomposition method,FE-BI-DDM)的基础上,采用了更为灵活的多区多求解器的方法(multi domain multi solver method,MDMSM)。该方法对导弹类金属-介质复合目标中难以收敛的金属区域,使用快速直接求逆的方法求解,由于可以使用独立的网格模型进行电磁建模,避免了内迭代部分的模型重复建立过程,从而大幅减少了整体模型求解时间。实验结果表明:所提方法可以在相同计算精度的条件下,以不过多增加内存空间为前提,大幅缩短了导弹类目标的金属-介质复合模型的电磁求解时间。该方法为开展导弹类目标特性分析提供了一条可行的技术途径。 展开更多
关键词 有限元边界积分区域分解法 多区多求解器方法 金属-介质复合目标 迭代求解 快速直接求解
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并行有限元计算中的接触算法 被引量:11
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作者 王福军 王利萍 +1 位作者 程建钢 姚振汉 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期422-427,共6页
针对动态接触问题的有限元并行计算,提出了一种新的接触算法.新算法引入局部拉氏乘子技术来计算接触力.由于同时考虑了无穿透的接触约束条件和相邻接触对的相互影响,较之广泛使用的罚参数法,新算法使接触约束条件和系统平衡方程得到... 针对动态接触问题的有限元并行计算,提出了一种新的接触算法.新算法引入局部拉氏乘子技术来计算接触力.由于同时考虑了无穿透的接触约束条件和相邻接触对的相互影响,较之广泛使用的罚参数法,新算法使接触约束条件和系统平衡方程得到更充分的满足.虽然为提高接触计算精度而在局部采用了迭代技术,但算法仍然具有较高的效率,且与显式时间积分方案完全相容.此外,通过构造专门的区域分解方案,实现了将现有为串行程序开发的搜索算法平滑移植到并行环境的目标.数值算例表明,所提出的接触算法具有很好的并行性,在保证了接触问题并行计算精度的同时,取得了满意的并行效率. 展开更多
关键词 有限元法 并行计算 接触算法 显式时间积分 区域分解
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电大尺寸开口腔体电磁散射特性的DDM/FEM-BIE混合法分析 被引量:8
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作者 何小祥 徐金平 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期500-504,共5页
该文将超松弛重叠及非重叠区域分裂法(DDM)与矢量有限元方法(EB-FEM)、边界积分方程(BIE)法相结合对三维电大尺寸开口腔体的电磁(EM)散射特性进行分析。通过DDM将原腔体分解成若干子腔体,在各子腔体内应用EB-FEM进行分析。腔体间应用矢... 该文将超松弛重叠及非重叠区域分裂法(DDM)与矢量有限元方法(EB-FEM)、边界积分方程(BIE)法相结合对三维电大尺寸开口腔体的电磁(EM)散射特性进行分析。通过DDM将原腔体分解成若干子腔体,在各子腔体内应用EB-FEM进行分析。腔体间应用矢量传输条件进行耦合,最终腔体内电场分布通过迭代获得。在原腔体口面,运用积分方程进行描述.在分析过程中,将传输条件和BIE统一成第三类边界条件形式。最后给出的数值结果验证了DDM/FEM-BIE混合方法分析腔体的电磁散射特性的精确性及高效性。 展开更多
关键词 区域分裂法 DDM 矢量有限元方法 边界积分方程 电大尺寸开口腔体 电磁散射
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求解三维电磁问题的自适应区域分解FDTD方法 被引量:7
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作者 张华 洪伟 郝张成 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期397-402,共6页
将三维电磁场问题的求解区域分解为若干独立的子区域,在各个子区域之间通过连接边界条件,进行自适应检测,当检测到波传播至检测边界上时,相应子区域被激活,并进行传统的FDTD迭代计算,否则该子区域置于休眠状态不参与场值迭代,从而减少... 将三维电磁场问题的求解区域分解为若干独立的子区域,在各个子区域之间通过连接边界条件,进行自适应检测,当检测到波传播至检测边界上时,相应子区域被激活,并进行传统的FDTD迭代计算,否则该子区域置于休眠状态不参与场值迭代,从而减少计算时间。对三维微带互连结构的信号完整性仿真结果验证了这种采用边界检测的自适应区域分解时域有限差分(ADDFDTD)方法在节省计算时间和解决复杂问题方面的有效性。 展开更多
关键词 自适应边界检测 区域分解 时域有限差分法 信号完整性
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三维电磁散射问题区域分解技术研究进展 被引量:7
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作者 杨明林 吴比翼 +1 位作者 黄晓伟 盛新庆 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期34-42,共9页
区域分解算法(domain decomposition method, DDM)是实现大规模电磁散射问题求解的有效途径,其易于并行,与非共形技术结合后,可进一步降低实际应用中目标建模与网格划分的难度,近年来在计算电磁领域引起广泛关注.本文介绍了电磁计算领... 区域分解算法(domain decomposition method, DDM)是实现大规模电磁散射问题求解的有效途径,其易于并行,与非共形技术结合后,可进一步降低实际应用中目标建模与网格划分的难度,近年来在计算电磁领域引起广泛关注.本文介绍了电磁计算领域有限元法(finite element method, FEM)和积分方程法区域分解技术的研究进展,以及它们在合元极技术中的应用.最后,对区域分解合元极技术当前仍然存在的挑战和未来发展方向进行了讨论. 展开更多
关键词 电磁散射 区域分解 有限元法(FEM) 积分方程法 合元极技术
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一种有限元-边界元耦合分域算法 被引量:1
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作者 严波 杜鹃 +1 位作者 胡宁 关根英树 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2006年第4期463-469,共7页
提出了一种有限元_边界元耦合分域算法.该算法将所分析问题的区域分解成有限元和边界元子域,在满足两子域界面上位移和面力协调连续的条件下,通过迭代求解得到问题的解.在迭代求解过程中,引入动态松弛系数,使收敛得以加速.该方法在两子... 提出了一种有限元_边界元耦合分域算法.该算法将所分析问题的区域分解成有限元和边界元子域,在满足两子域界面上位移和面力协调连续的条件下,通过迭代求解得到问题的解.在迭代求解过程中,引入动态松弛系数,使收敛得以加速.该方法在两子域界面上有限单元结点和边界单元结点的位置相互独立,无需协调一致,对诸如裂纹扩展过程的模拟具有独特的优势.用所提出的耦合算法分析算例,得到的结果与有限元法、边界元法和另一种耦合算法的数值计算结果一致,验证了这种算法的正确性和可行性. 展开更多
关键词 有限元 边界元 耦合算法 区域分解
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应用DDM/FEM方法研究开口腔体电磁散射特性 被引量:3
7
作者 何小祥 徐金平 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期547-550,共4页
将非重叠区域分裂法 (DDM)与矢量有限元法 (FEM)相结合对无限大接地的三维开口腔体的电磁 (EM)散射问题进行分析 .将原尺寸较大的腔体分成若干较小的子域 ,在各子域内推导出此边值问题的等价泛函 ,在此基础上应用矢量有限元法进行分析 ... 将非重叠区域分裂法 (DDM)与矢量有限元法 (FEM)相结合对无限大接地的三维开口腔体的电磁 (EM)散射问题进行分析 .将原尺寸较大的腔体分成若干较小的子域 ,在各子域内推导出此边值问题的等价泛函 ,在此基础上应用矢量有限元法进行分析 .通过传输条件实现各子域间的耦合 .在腔体口面应用边界积分方程 (BIE)进行描述 .这样 ,减少了程序运行时对计算机内存的需求 ,易于对电大尺寸腔体的电磁散射问题进行分析计算 .所得数值结果与有关文献的结果一致 。 展开更多
关键词 DDM/FEM方法 开口腔体 区域分裂法 矢量有限元法 电磁散射 传输条件
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无界区域各向异性椭圆边值问题的一种Schwarz交替法 被引量:1
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作者 郑权 董俊雨 白荣霞 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2009年第3期489-498,共10页
本文研究一种求解无界区域各向异性椭圆边值问题的基于有限元法和自然边界元法的Schwarz交替法,通过引入椭圆人工边界解决长条形边界外区域无界性并克服小系数困难,根据投影理论得到在1-范数意义下的几何收敛性,由Fourier分析得到迭代... 本文研究一种求解无界区域各向异性椭圆边值问题的基于有限元法和自然边界元法的Schwarz交替法,通过引入椭圆人工边界解决长条形边界外区域无界性并克服小系数困难,根据投影理论得到在1-范数意义下的几何收敛性,由Fourier分析得到迭代收敛速度的依赖于子区域交叠程度、准确解最低频率和各向异性系数的最优表达式。数值实例印证上述收敛理论,并表现这类实际应用。 展开更多
关键词 无界区域 各向异性椭圆边值问题 重叠型区域分解法 有限元法 自然边界归化
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移动荷载作用下半无限弹性空间中地铁隧道动力响应的频域—波数域比例边界有限元法分析 被引量:2
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作者 雷晓燕 徐斌 徐满清 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期77-85,共9页
基于比例边界有限元法与傅里叶积分变换,分析移动荷载作用下半无限弹性空间中地铁隧道动力响应。考虑到移动荷载运动方向与地铁隧道轴线方向的一致性,将半无限弹性空间动力控制方程进行频域—波数域的傅里叶积分变换;在变换域内,隧道径... 基于比例边界有限元法与傅里叶积分变换,分析移动荷载作用下半无限弹性空间中地铁隧道动力响应。考虑到移动荷载运动方向与地铁隧道轴线方向的一致性,将半无限弹性空间动力控制方程进行频域—波数域的傅里叶积分变换;在变换域内,隧道径向采用比例坐标系,环向采用有限元意义离散,在计算域内利用Galerkin法,建立频域—波数域内的比例边界有限元方程,进而推导出半无限空间动力刚度的一阶微分矩阵方程;再利用高频渐近展开和傅里叶积分逆变换,得到时间—空间域系统的动力响应。该方法极大地减小了计算分析量,同时避免了无限边界的计算误差。利用该方法进行实例计算的结果表明:随着荷载移动速度的增大,地铁隧道振动波传播到土体表面,引起的土体振动有放大增强的现象,将会对地铁隧道上部结构的安全性造成一定影响。 展开更多
关键词 隧道动力响应 移动荷载 半无限弹性空间 傅里叶积分逆变换 比例边界有限元法 频域—波数域
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矩形波导E面不连续性的DDM/FEM分析 被引量:2
10
作者 周平 徐金平 《微波学报》 CSCD 北大核心 2006年第1期1-4,共4页
应用区域分解法(DDM)结合有限元法(FEM)分析矩形波导E面不连续性问题,将原求解区域分解为若干个非重叠的子域,在子域的虚拟边界上采用吸收虚拟边界条件,以保证相邻子域间的波传播。分别计算了矩形波导中加载双金属膜片和双介质柱时的散... 应用区域分解法(DDM)结合有限元法(FEM)分析矩形波导E面不连续性问题,将原求解区域分解为若干个非重叠的子域,在子域的虚拟边界上采用吸收虚拟边界条件,以保证相邻子域间的波传播。分别计算了矩形波导中加载双金属膜片和双介质柱时的散射系数,结果与有关文献一致。采用这种技术,大大地减少了对计算机内存的需求。 展开更多
关键词 区域分解法 有限元法 虚拟边界条件 矩形波导
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一种分析多目标散射问题的区域分解方法 被引量:1
11
作者 崔志伟 韩一平 于美平 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期606-609,620,共5页
提出了一种用于分析复杂多目标散射问题的区域分解方法.在该方法中,每个目标作为一个独立的计算区域采用矢量有限元方法进行分析;各个区域之间通过基于格林函数的边界积分方程进行耦合;所得到的耦合矩阵方程采用基于Foldy-Lax多径散射... 提出了一种用于分析复杂多目标散射问题的区域分解方法.在该方法中,每个目标作为一个独立的计算区域采用矢量有限元方法进行分析;各个区域之间通过基于格林函数的边界积分方程进行耦合;所得到的耦合矩阵方程采用基于Foldy-Lax多径散射方程的特征基函数方法进行求解.由于矢量有限元方法的灵活性,该区域分解方法特别适合于求解多个具有相同结构复杂目标的散射问题.数值算例验证了该方法的准确性和处理复杂多目标散射问题的能力. 展开更多
关键词 多目标 区域分解方法 有限元方法 边界积分方程 特征基函数方法
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小尺度封闭空间无网格Galerkin声场数值计算方法 被引量:2
12
作者 王海涛 曾向阳 陈玲 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期102-107,共6页
文章将无网格法引入小尺度封闭空间声场的计算。首先推导了适用于任意形状小尺度封闭空间的无网格Galerkin声场数值计算模型。在模型中,利用Galerkin型加权残量法推导了计算节点声压的系统方程,根据移动最小二乘近似法构造了无网格形函... 文章将无网格法引入小尺度封闭空间声场的计算。首先推导了适用于任意形状小尺度封闭空间的无网格Galerkin声场数值计算模型。在模型中,利用Galerkin型加权残量法推导了计算节点声压的系统方程,根据移动最小二乘近似法构造了无网格形函数,并给出了积分运算方案;然后对一个矩形封闭空间的声传递函数及混响时间进行了计算,通过与理论计算结果、SYSNOISE计算结果及其文献实验结果对比,证明了模型的正确性;最后对一个实际机舱进行了建模计算,并与测量结果进行了比较,证明了模型对较复杂结构的正确性及适用性。 展开更多
关键词 无网格法 小尺度封闭空间 声场计算 伽辽金法 实际机舱
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三维时域有限元边界元方法中奇异积分计算
13
作者 邱兆杰 许家栋 +1 位作者 侯新宇 万伟 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期754-759,共6页
研究三维时域有限元-边界元混合方法中奇异积分的计算。将其中的一些积分进行等价变形以降低奇异性。并给出了积分等价变形过程中所遇到的数值错误的一种解决方法,这一数值错误与时域有限元-边界元方法中的固有处置有关。讨论了频域中... 研究三维时域有限元-边界元混合方法中奇异积分的计算。将其中的一些积分进行等价变形以降低奇异性。并给出了积分等价变形过程中所遇到的数值错误的一种解决方法,这一数值错误与时域有限元-边界元方法中的固有处置有关。讨论了频域中格林函数奇异点提取法推广应用于时域混合方法中奇异积分的计算,指出,频域中奇异点提取法的一些处理不适宜于时域奇异积分。数值实验检验了所给处理方法。 展开更多
关键词 有限元 边界元 奇异积分 时域
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填充各向异性介质二维开口腔体散射特性分析
14
作者 周平 徐金平 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期782-786,共5页
应用非重叠型区域分解法(DDM)结合有限元法(FEM)和边界元法(BEM)分析了填充多层各向异性介质的二维开口腔体横电波(TE)散射特性。对腔体外的区域采用BEM法分析,将腔体内的每层介质作为一个子域,用FEM法分析,各子域间通过传输条件进行耦... 应用非重叠型区域分解法(DDM)结合有限元法(FEM)和边界元法(BEM)分析了填充多层各向异性介质的二维开口腔体横电波(TE)散射特性。对腔体外的区域采用BEM法分析,将腔体内的每层介质作为一个子域,用FEM法分析,各子域间通过传输条件进行耦合。分别计算了腔体中填充各向同性和各向异性介质时的雷达散射截面,数值结果表明了该方法的有效性。采用这种技术,大大地减少了对计算机内存的需求。 展开更多
关键词 区域分解法 有限元法 边界元法 各向异性介质 雷达散射截面
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一种无界区域上椭圆边值问题的重叠区域分解算法
15
作者 王文莉 《佳木斯大学学报(自然科学版)》 CAS 2010年第2期276-278,共3页
主要研究了一种扇形无界区域上椭圆边值问题,采用重叠区域分解算法.并分析了该算法的收敛性和收敛速度,最后对其进行了有限元处理.该算法对处理此种区域是有效的.
关键词 椭圆边值问题 区域分解算法 有限元
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基于移动相似中心的比例边界有限元方法 被引量:3
16
作者 张勇 林皋 +1 位作者 胡志强 徐喜荣 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期726-733,共8页
在传统的比例边界有限元中,相似中心是固定的,难以用其求解关于偏心域的场问题。本文引入移动相似中心的概念,建立新的比例边界坐标变换,并利用加权余量法将控制方程半弱化为关于径向坐标的二阶常微分方程,引入对偶变量,将其降为系数矩... 在传统的比例边界有限元中,相似中心是固定的,难以用其求解关于偏心域的场问题。本文引入移动相似中心的概念,建立新的比例边界坐标变换,并利用加权余量法将控制方程半弱化为关于径向坐标的二阶常微分方程,引入对偶变量,将其降为系数矩阵为Hamilton矩阵的一阶常微分方程。对Hamilton矩阵进行Schur分解,得到微分方程的通解,代入边值条件可得关于积分常数的代数方程。此方法将比例边界有限元扩展到偏心域的边值问题,同时在径向是半解析的,解的精度高;仅需要离散求解域的一个边界,数据量小;在计算中仅需要对Hamilton矩阵进行Schur分解以及求解关于积分常数的代数方程,运算量少。将偏心环形域静电场边值问题的算例与解析解或其他数值方法计算结果的比较,表明此方法具有精度高、数据量小及运算量小的优点。 展开更多
关键词 移动相似中心 比例边界有限元 偏心环形域 静电场边值问题 SCHUR分解
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过孔转换信号完整性分析的区域分解有限元法 被引量:4
17
作者 胡玉生 熊祥 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期467-472,共6页
提出了一种基于区域分解的二维有限元法分析多层印制电路板电源/地平面中过孔转换结构的信号完整性.过孔电流产生的电磁场呈三维结构,其中,一部分电磁波沿过孔轴向传输,另一部分电磁波在电源/地平面间沿径向传播.采用一虚拟柱面将求解... 提出了一种基于区域分解的二维有限元法分析多层印制电路板电源/地平面中过孔转换结构的信号完整性.过孔电流产生的电磁场呈三维结构,其中,一部分电磁波沿过孔轴向传输,另一部分电磁波在电源/地平面间沿径向传播.采用一虚拟柱面将求解区域分割为过孔区和电源/地平面区.将过孔区建模为以周向磁场为主分量的二维轴对称问题,而将电源/地平面区建为以垂直电场为主分量的二维模型.首先求解电源/地平面区的二维边值问题获得分割边界上节点的波阻抗,然后将该波阻抗代入过孔区模型中分割边界节点的边界条件,从而计算出过孔信号传输的S参数.所提方法通过模型缩减可实现对微细过孔结构信号完整性的精确快速计算,且采用全波电磁场分析软件对算法的有效性和准确性进行了验证. 展开更多
关键词 过孔 电源/地平面 信号完整性 区域分解 有限元法
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